Pi Pico W でWi-Fi 通信をやってみる（2）

Pi Pico W でWi-Fi 通信をやってみる – Server-Client (メモ)はArduino IDE 版でしたので、今回はC/C++版です。（MicroPython を使いたい場合はこちらを参照）

ServerにはRaspberry Pi 4 Model B を使います。

Raspberry Pi 4 のOSイメージはRaspberry Pi OS (64-bit) Desktopを使います。

サンプルでは、Pico W に搭載された温度センサーのデータを１０秒間隔で母艦のラズパイに送信して表示してみます。

Raspberry Pi 4 にPico-SDKインストールしておきます。

sudo apt update
sudo apt install git cmake gcc-arm-none-eabi libnewlib-arm-none-eabi build-essential -y
 
 
cd ~/
mkdir pico
cd pico
git clone -b master https://github.com/raspberrypi/pico-sdk.git
cd pico-sdk
git submodule update --init
cd ..

sudo apt update

sudo apt install git cmake gcc-arm-none-eabi libnewlib-arm-none-eabi build-essential -y

cd ~/

mkdir pico

cd pico

git clone -b master https://github.com/raspberrypi/pico-sdk.git

cd pico-sdk

git submodule update --init

cd ..

pico-examplesをクローンしておきます。

git clone https://github.com/raspberrypi/pico-examples.git --branch master

1	git clone https://github.com/raspberrypi/pico-examples.git --branch master

後々にexamplesを使う場合はビルドしておきますが今回はパス。pico-examplesからマイコン用の軽量TCP/IPスタックのlwipのファイルをお借りします。

注：pico-examples/pico_wにはwifiやbt（Bluetooth）のサンプルがたくさん同梱されていて参考になりますが、そのままではUSBシリアルがモニターできません。ソースに同梱されているCMakeLists.txtに以下を追加記述します。

pico_enable_stdio_usb(xxxxxxx 1)

xxxxxxxの部分はpico_add_extra_outputsの引数を参照

プロジェクトフォルダー（pico-network）を作成します。

cd ~/pico
mkdir pico-network
cd pico-network

cd ~/pico

mkdir pico-network

cd pico-network

最終的にはこんな構造になります。

~/pico/
├── pico-network/
│ ├─ client.c
│ ├─ build/
│ ├─ CMakeLists.txt
│ ├─ lwipopts.h
│ └─ pico_sdk_import.cmake
│
├── pico-examples/
├── pico-sdk/
│ ├── cmake

Client

pico-networkフォルダーにファイルを作成します。

元ネタ　The Pico/W In C: Simple Web Client

【client.c】

クライアントコードを記述します。

下記のフルコードには内部温度取得のコードが混ざっています。

温度取得コードの部分はこんな感じです。

#include "hardware/adc.h"


void setup_temp() {
  adc_init();
  adc_set_temp_sensor_enabled(true);
  adc_select_input(4);
}


int main()
{
    float temp;

　　stdio_init_all();
　　setup_temp();
　　
　　temp = 27.0 - ((adc_read() * 3.3 / 4096.0) - 0.706) / 0.001721;
　　
　　
　　
}

#include "hardware/adc.h"

void setup_temp() {

adc_init();

adc_set_temp_sensor_enabled(true);

adc_select_input(4);

}

int main()

{

float temp;

　　stdio_init_all();

　　setup_temp();

　　temp = 27.0 - ((adc_read() * 3.3 / 4096.0) - 0.706) / 0.001721;

}

温度表示のフォームはこういうふうにしてみます。

連番:InnerTemp->温度

フルコード

Server を起動するRaspberry Pi 4 のIPアドレス（192.168.0.34）、Wi-Fi のSSID、PASSWORDの部分は書き換えてください。

Server のポートは8000番を使います。問題があればここも書き換えてください。

#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"
#include "pico/cyw43_arch.h"
#include "lwip/apps/http_client.h"
#include "hardware/adc.h"

char myBuff[1000];

char ssid[] = "SSID";
char pass[] = "PASSWORD";
uint32_t country = CYW43_COUNTRY_JAPAN;
uint32_t auth = CYW43_AUTH_WPA2_MIXED_PSK;

char server_addr[] = "192.168.0.34";

uint16_t server_port = 8000;
uint16_t cnt = 0;
char cnt_buf[10];
char tmp_buf[10];
char cmt_buf[20] = ":InnerTemp->";

char str[30];



void result(void *arg, httpc_result_t httpc_result,
        u32_t rx_content_len, u32_t srv_res, err_t err)

{
    printf("transfer complete\n");
    printf("local result=%d\n", httpc_result);
    printf("http result=%d\n", srv_res);
}

err_t headers(httpc_state_t *connection, void *arg, 
    struct pbuf *hdr, u16_t hdr_len, u32_t content_len)
{
    printf("headers recieved\n");
    printf("content length=%d\n", content_len);
    printf("header length %d\n", hdr_len);
    pbuf_copy_partial(hdr, myBuff, hdr->tot_len, 0);
    printf("headers \n");
    printf("%s", myBuff);
    return ERR_OK;
}

err_t body(void *arg, struct altcp_pcb *conn, 
                            struct pbuf *p, err_t err)
{
    printf("body\n");
    pbuf_copy_partial(p, myBuff, p->tot_len, 0);
    printf("%s", myBuff);
    return ERR_OK;
}




int setup(uint32_t country, const char *ssid, 
   const char *pass, uint32_t auth, 
     const char *hostname, ip_addr_t *ip,
                   ip_addr_t *mask, ip_addr_t *gw)
{
    if (cyw43_arch_init_with_country(country))
    {
        return 1;
    }

    cyw43_arch_enable_sta_mode();
    if (hostname != NULL)
    {
        netif_set_hostname(netif_default, hostname);
    }

    if (cyw43_arch_wifi_connect_async(ssid, pass, auth))
    {
        return 2;
    }
    
    int flashrate = 1000;
    int status = CYW43_LINK_UP + 1;
    
    while (status >= 0 && status != CYW43_LINK_UP)
    {
        int new_status = cyw43_tcpip_link_status(
             &cyw43_state,CYW43_ITF_STA);
        if (new_status != status)
        {
            status = new_status;
            flashrate = flashrate / (status + 1);
            printf("connect status: %d %d\n", 
                                    status, flashrate);
        }
        cyw43_arch_gpio_put(CYW43_WL_GPIO_LED_PIN, 1);
        sleep_ms(flashrate);
        cyw43_arch_gpio_put(CYW43_WL_GPIO_LED_PIN, 0);
        sleep_ms(flashrate);
    }
    if (status < 0)
    {
        cyw43_arch_gpio_put(CYW43_WL_GPIO_LED_PIN, 0);
    }
    else
    {
        cyw43_arch_gpio_put(CYW43_WL_GPIO_LED_PIN, 1);
        if (ip != NULL)
        {
            netif_set_ipaddr(netif_default, ip);
        }
        if (mask != NULL)
        {
            netif_set_netmask(netif_default, mask);
        }
        if (gw != NULL)
        {
            netif_set_gw(netif_default, gw);
        }
        printf("IP: %s\n",
        ip4addr_ntoa(netif_ip_addr4(netif_default)));
        printf("Mask: %s\n", 
        ip4addr_ntoa(netif_ip_netmask4(netif_default)));
        printf("Gateway: %s\n",
        ip4addr_ntoa(netif_ip_gw4(netif_default)));
        printf("Host Name: %s\n",
        netif_get_hostname(netif_default));
    }
    return status;
}

void setup_temp() {
  adc_init();
  adc_set_temp_sensor_enabled(true);
  adc_select_input(4);
}

int main()
{
    float temp;
    
    stdio_init_all();
    setup(country, ssid, pass, auth, 
               server_addr, NULL, NULL, NULL);
    
    setup_temp();
    
    httpc_connection_t settings;
    settings.result_fn = result;
    settings.headers_done_fn = headers;
    
    err_t err = httpc_get_file_dns(
            server_addr,
            server_port,
            "/index.html",
            &settings,
            body,
            NULL,
            NULL
        ); 

    printf("status %d \n", err);
    


    while (true){
        sleep_ms(10000);
        //
        cnt++;
        snprintf(cnt_buf, 10, "%d", cnt);
        //
        temp = 27.0 - ((adc_read() * 3.3 / 4096.0) - 0.706) / 0.001721;
        snprintf(tmp_buf, 10, "%.2f", temp);
        //
        snprintf(str, 30, "%s%s%s",cnt_buf,cmt_buf,tmp_buf);
        //
        err_t err = httpc_get_file_dns(
            server_addr,
            server_port,
            str,
            &settings,
            body,
            NULL,
            NULL
        ); 


        
    }
}

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#include <stdio.h>

#include "pico/stdlib.h"

#include "pico/cyw43_arch.h"

#include "lwip/apps/http_client.h"

#include "hardware/adc.h"

char myBuff[1000];

char ssid[] = "SSID";

char pass[] = "PASSWORD";

uint32_t country = CYW43_COUNTRY_JAPAN;

uint32_t auth = CYW43_AUTH_WPA2_MIXED_PSK;

char server_addr[] = "192.168.0.34";

uint16_t server_port = 8000;

uint16_t cnt = 0;

char cnt_buf[10];

char tmp_buf[10];

char cmt_buf[20] = ":InnerTemp->";

char str[30];

void result(void *arg, httpc_result_t httpc_result,

u32_t rx_content_len, u32_t srv_res, err_t err)

{

printf("transfer complete\n");

printf("local result=%d\n", httpc_result);

printf("http result=%d\n", srv_res);

}

err_t headers(httpc_state_t *connection, void *arg,

struct pbuf *hdr, u16_t hdr_len, u32_t content_len)

{

printf("headers recieved\n");

printf("content length=%d\n", content_len);

printf("header length %d\n", hdr_len);

pbuf_copy_partial(hdr, myBuff, hdr->tot_len, 0);

printf("headers \n");

printf("%s", myBuff);

return ERR_OK;

}

err_t body(void *arg, struct altcp_pcb *conn,

struct pbuf *p, err_t err)

{

printf("body\n");

pbuf_copy_partial(p, myBuff, p->tot_len, 0);

printf("%s", myBuff);

return ERR_OK;

}

int setup(uint32_t country, const char *ssid,

const char *pass, uint32_t auth,

const char *hostname, ip_addr_t *ip,

ip_addr_t *mask, ip_addr_t *gw)

{

if (cyw43_arch_init_with_country(country))

{

return 1;

}

cyw43_arch_enable_sta_mode();

if (hostname != NULL)

{

netif_set_hostname(netif_default, hostname);

}

if (cyw43_arch_wifi_connect_async(ssid, pass, auth))

{

return 2;

}

int flashrate = 1000;

int status = CYW43_LINK_UP + 1;

while (status >= 0 && status != CYW43_LINK_UP)

{

int new_status = cyw43_tcpip_link_status(

&cyw43_state,CYW43_ITF_STA);

if (new_status != status)

{

status = new_status;

flashrate = flashrate / (status + 1);

printf("connect status: %d %d\n",

status, flashrate);

}

cyw43_arch_gpio_put(CYW43_WL_GPIO_LED_PIN, 1);

sleep_ms(flashrate);

cyw43_arch_gpio_put(CYW43_WL_GPIO_LED_PIN, 0);

sleep_ms(flashrate);

}

if (status < 0)

{

cyw43_arch_gpio_put(CYW43_WL_GPIO_LED_PIN, 0);

}

else

{

cyw43_arch_gpio_put(CYW43_WL_GPIO_LED_PIN, 1);

if (ip != NULL)

{

netif_set_ipaddr(netif_default, ip);

}

if (mask != NULL)

{

netif_set_netmask(netif_default, mask);

}

if (gw != NULL)

{

netif_set_gw(netif_default, gw);

}

printf("IP: %s\n",

ip4addr_ntoa(netif_ip_addr4(netif_default)));

printf("Mask: %s\n",

ip4addr_ntoa(netif_ip_netmask4(netif_default)));

printf("Gateway: %s\n",

ip4addr_ntoa(netif_ip_gw4(netif_default)));

printf("Host Name: %s\n",

netif_get_hostname(netif_default));

}

return status;

}

void setup_temp() {

adc_init();

adc_set_temp_sensor_enabled(true);

adc_select_input(4);

}

int main()

{

float temp;

stdio_init_all();

setup(country, ssid, pass, auth,

server_addr, NULL, NULL, NULL);

setup_temp();

httpc_connection_t settings;

settings.result_fn = result;

settings.headers_done_fn = headers;

err_t err = httpc_get_file_dns(

server_addr,

server_port,

"/index.html",

&settings,

body,

NULL,

NULL

);

printf("status %d \n", err);

while (true){

sleep_ms(10000);

cnt++;

snprintf(cnt_buf, 10, "%d", cnt);

temp = 27.0 - ((adc_read() * 3.3 / 4096.0) - 0.706) / 0.001721;

snprintf(tmp_buf, 10, "%.2f", temp);

snprintf(str, 30, "%s%s%s",cnt_buf,cmt_buf,tmp_buf);

err_t err = httpc_get_file_dns(

server_addr,

server_port,

str,

&settings,

body,

NULL,

NULL

);

}

【CMakeLists.txt】

CMakeLists.txtを記述します。

内部温度取得用に、target_link_librariesにhardware_adcが追加されています。

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)
include(pico_sdk_import.cmake)
project(client_project C CXX ASM)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
pico_sdk_init()
add_executable(client
  client.c
)
pico_enable_stdio_usb(client 1)
pico_enable_stdio_uart(client 1)
pico_add_extra_outputs(client)
target_include_directories(client PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR} )
target_link_libraries(client pico_cyw43_arch_lwip_threadsafe_background pico_stdlib pico_lwip_http hardware_adc)

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)

include(pico_sdk_import.cmake)

project(client_project C CXX ASM)

set(CMAKE_C_STANDARD 11)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

pico_sdk_init()

add_executable(client

client.c

)

pico_enable_stdio_usb(client 1)

pico_enable_stdio_uart(client 1)

pico_add_extra_outputs(client)

target_include_directories(client PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR} )

target_link_libraries(client pico_cyw43_arch_lwip_threadsafe_background pico_stdlib pico_lwip_http hardware_adc)

pico_sdk_import.cmakeをコピーしておきます。lwIP スタックに必要なファイルもコピーしておきます。

cp ../pico-sdk/external/pico_sdk_import.cmake .
cp ../pico-examples/pico_w/wifi/lwipopts_examples_common.h lwipopts.h

1 2	cp ../pico-sdk/external/pico_sdk_import.cmake . cp ../pico-examples/pico_w/wifi/lwipopts_examples_common.h lwipopts.h

ビルド

Client用のファームウェアを作成します。

mkdir build
cd build
export PICO_SDK_PATH=../../pico-sdk
cmake -DPICO_BOARD=pico_w ..
make

mkdir build

cd build

export PICO_SDK_PATH=../../pico-sdk

cmake -DPICO_BOARD=pico_w ..

make

buildフォルダーに client.uf2が作成されているのを確認。

Server起動

サーバー側はPython で記述してみます。

サーバーのアドレスはラズパイのそれで、8000番のポートを使います。Client側でポート番号を変更した場合はこちらでも変更してください。

192.168.0.34の部分はご自分の環境で書き換えてください。

【server.py】

import socket
import random

BUF_SIZE = 2048
random_list = []
for n in range(BUF_SIZE):
  random_list.append(random.randint(0, 255))
write_buf = bytearray(random_list)


sv = socket.socket( socket.AF_INET )
sv.bind( ( "192.168.0.34", 8000 ) )
sv.listen()

while True:
    client, addr = sv.accept()
    write_len = client.send(bytearray(write_buf))
    data = client.recv(BUF_SIZE)
    if len(data) == 0:
        break
    cont = data.decode("utf-8")
    #print(cont)
    listA = cont.splitlines()
    #print(listA[0])
    listB = listA[0].split(" ")
    print(listB[1])
    client.close()

import socket

import random

BUF_SIZE = 2048

random_list = []

for n in range(BUF_SIZE):

random_list.append(random.randint(0, 255))

write_buf = bytearray(random_list)

sv = socket.socket( socket.AF_INET )

sv.bind( ( "192.168.0.34", 8000 ) )

sv.listen()

while True:

client, addr = sv.accept()

write_len = client.send(bytearray(write_buf))

data = client.recv(BUF_SIZE)

if len(data) == 0:

break

cont = data.decode("utf-8")

#print(cont)

listA = cont.splitlines()

#print(listA[0])

listB = listA[0].split(" ")

print(listB[1])

client.close()

まず、Server を起動しておきます。

Client 起動

PicoのBOODELボタンを押しながらMicroUSBケーブルで接続すると、RPI-RP2フォルダーが開きます。

フォルダーにclient.uf2をドラッグ・ドロップするとPicoが再起動します。。

プログラムが実行されて１０秒間隔でデータが送られ、サーバー側で表示します。

Pico W 側のシリアルポート確認してみます。

minicomを使います。

sudo apt install minicom -y

1	sudo apt install minicom -y

起動

minicom -b 115200 -o -D /dev/ttyACM0

1	minicom -b 115200 -o -D /dev/ttyACM0

Pico とラズパイをケーブルで再接続します（今回はBOOTSELボタンは使いません）。

minicomの画面にIPアドレスなどの情報が表示されています。

Pi Pico W でWi-Fi 通信をやってみる（1） – Server-Client (メモ)

Pi Pico W でWi-Fi 通信をやってみる（3）

FRONT

地図と画像のサイト

Pi Pico W でWi-Fi 通信をやってみる（2）

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